本发明公开了一种基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统及方法，其系统包括至少一根卫星天线、有源授时主机和至少一台有源授时分配单元，所述卫星天线与有源授时主机相连接；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统采用BD/GPS天线、1+1主备单元和分配单元组成，提高基站授时的准确度和安全性；采用光电混合缆进行传输，最少可以传输一公里；如果采用就近取电的方式可使光纤拉远至20公里，从根本上解决了因传输距离受限而影响基站选址的问题。
1.一种基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，其特征在于，包括至少一个卫星天线、有源授时主机和至少一台有源授时分配单元，所述卫星天线与所述有源授时主机相连接，所述有源授时主机与所述有源授时分配单元或/和基带处理单元BBU相连接；所述有源授时主机包括CPU控制模块一、分路输入模块、自适应控制放大滤波和衰减模块、时钟源模块、BD/GPS信源信号解码模块、分路输出模块和电源管理模块一；所述CPU控制模块一用于向其他模块发送控制硬件设置和信息处理的控制信息；所述分路输入模块用于接收来自所述卫星天线的卫星信号；所述自适应控制放大滤波和衰减模块用于对输入信号进行放大、滤波或衰减处理，以符合所述BD/GPS信源信号解码模块的幅值范围；所述时钟源模块用于在BD/GPS信号均无法达到授时信源要求时，提供时间同步信号；所述BD/GPS信源信号解码模块用于解调标准秒信号并进行锁相，然后向所述分路输出模块输出至少包含标准时钟信号的信号；所述分路输出模块用于复制编码复用信号并输出到基带处理单元BBU或所述有源授时分配单元；所述电源管理模块一用于将交流电变为直流电以给设备供电。
2.根据权利要求1所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，其特征在于，所述有源授时分配单元包括CPU控制模块二、输入模块、控制分流模块、多路输出模块和电源管理模块二，所述CPU控制模块二用于向其他模块发送控制硬件设置和信息处理的控制信息；所述输入模块用于接收主机或上级分配单元的输出信号，包含两路BD/GPS信号输入接口；所述控制分流模块用于进行BD/GPS信号的放大和分配；所述多路输出模块包含八路同步信号输出接口，用于输出授时信号到基带处理单元BBU或下级分配单元；所述电源管理模块二用于将交流电变为直流电以给设备供电。
3.根据权利要求2所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，其特征在于，所述电源管理模块一和所述电源管理模块二均包括两个AC/DC转换装置。
4.根据权利要求2所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，其特征在于，所述卫星天线为北斗卫星导航系统与全球定位系统二合一的BD/GPS天线；所述BD/GPS天线接收北斗卫星BD和全球定位卫星GPS的授时信号；所述BD/GPS天线通过馈线连接到所述有源授时主机；所述分路输入模块包括两路BD/GPS输入的天线接口，用于接入两路BD/GPS双模接收天线，并根据信号的质量，决定使用BD或者GPS的信号作为授时信源。
5.根据权利要求4所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，其特征在于，所述时钟源模块是在高精度温度补偿晶振频率10 10量级上运行，使输出的时间同步信号仍能保~证一定的准确度；当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到优先级最高的时钟源进入正常状态工作，切换时间小于10mS。
6.根据权利要求4所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，其特征在于，所述输入模块用于接收主机或上级分配单元的输出信号，信号的类型包括SMA射频信号、RJ45电信号、HDMI数字信号；每种信号的类型均有主备两个接口。
7.根据权利要求4所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，其特征在于，所述控制分流模块包括功率分配器和功率放大器；所述功率分配器用于将输入信号能量分成八路，所述功率放大器用于补偿信号在信号分路时造成的衰减；所述多路输出模块采用多路无源低相位差均匀分路技术，最多可以输出八路同步信号。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）BD/GPS天线将接收到的卫星信号发送到有源授时主机；
（2）所述有源授时主机根据信号质量对其进行信号的放大、滤波或衰减；
（3）经过处理的信号，由解码器进行解码，解析出其中的时间信号；或保持接收信号的参数格式，直接输出给功率分配器；
（4）所述功率分配器将时间信号分配最多八路信号，分配后的信号经过功率放大器以提高信号强度；
（5）增强后的信号通过所述有源授时主机输出端口经光纤传输到基带处理单元BBU或传输到有源授时分配单元。
9.根据权利要求8所述的基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法，其特征在于，该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法还包括以下步骤：（6）当基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统设有所述有源授时分配单元时，则所述有源授时分配单元接收到所述有源授时主机传输的信号后，通过所述功率分配器将时间信号分配最多八路信号，分配后的信号经过功率放大器以提高信号强度；
（7）所述有源授时分配单元的信号通过输出端口经光纤传输到所述基带处理单元BBU。
基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统及授时方法
技术领域
[0001] 本发明属于移动通信行业技术领域，尤其是涉及一种基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统及授时方法。
背景技术
[0002] 授时，是指通信网络中的设备，通过获取统一的时钟源信号，来实现网络设备之间的同步，当前移动通信网络普遍采用卫星的星载钟作为时钟源。美国的全球定位系统（Global Positioning System，GPS），我国的北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS），都具备为移动通信网络授时的能力。
[0003] 目前国内大多数在网运营的基站，都使用单一的GPS星载钟作为时钟源，采用传统GPS授时天线获取时钟信号并通过馈线传送给基站的基带处理单元(以下简称BBU)。天线与基站BBU侧的接收机通过射频馈线连接，射频馈线较粗且柔韧性较差不易弯曲，信号衰减快，长距离传输需增加线路补偿放大器。射频馈线的特性降低了BBU机房选址的灵活性，增大了施工难度和维护成本，如图1所示。另外，GPS是美军实现其战略和战术意图的重要基础设施，非常情况下，一旦系统关闭或受干扰，将会导致通信系统瘫痪，存在巨大的安全隐患。
[0004] 因此，有必要开发即安全可靠又降低成本的基于BD/GPS的光纤拉远集中授时系统。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是，提供一种即安全可靠又降低成本的基于BD/GPS的光纤拉远集中授时系统。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，包括至少一个卫星天线、有源授时主机和至少一台有源授时分配单元，所述卫星天线与所述有源授时主机相连接，所述有源授时主机与所述有源授时分配单元或/和基带处理单元BBU相连接。
[0007] 采用上述技术方案，采用光纤拉远的方法有效解决工程施工困难和传输距离受限的难题，系统设备输出的信息通过光纤拉远的方式传输出给机房内的基带处理单元BBU；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统采用光电混合缆进行传输，最少可以传输一公里；如果采用就近取电的方式可使光纤拉远至20公里，从根本上解决了因传输距离受限而影响基站选址的问题；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统通过设备级联，可以最多同时为六十四个BBU授时，实现多个BBU复用天馈，大幅减少同址天线数量，降低建设成本和施工难度；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统利用北斗卫星导航系统、GPS卫星发送的秒同步信号及时间信息，完成移动通信基站的BBU的对时工作；同时支持多个系统/频段，提升了授时的安全性，还能够支持BBU随机或基于某种策略选用授时系统/频段；智能监控系统还能对多个二合一天线、GPS和北斗信号、双电源进行监控，当某一个天线或电源出现故障时，会智能切换到另一个天线或电源，并通过LED指示灯、屏幕进行本地告警；该系统能够通过干接点，向网管监控系统发出告警；该系统能够同时监控GPS和北斗信号状态，在设备屏幕上显示相关信息，方便运维人员了解信号情况；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统采用两路主、备授时天线实现多台BBU共享授时；该系统采用由BD/GPS授时天线、1+1主备单元和分配单元组成，或采用以太网及光网络等组网配置，提高基站授时的准确度和安全性。
[0008] 作为本发明的优选技术方案，所述有源授时主机包括CPU控制模块一、分路输入模块、自适应控制放大滤波和衰减模块、时钟源模块、BD/GPS信源信号解码模块、分路输出模块和电源管理模块一；所述CPU控制模块一用于向其他模块发送控制硬件设置和信息处理的控制信息；所述分路输入模块用于接收来自所述卫星天线的卫星信号；所述自适应控制放大滤波和衰减模块用于对输入信号进行放大、滤波或衰减处理，以符合所述BD/GPS信源信号解码模块的幅值范围；所述时钟源模块用于在BD/GPS信号均无法达到授时信源要求时，提供时间同步信号；所述BD/GPS信源信号解码模块用于解调标准秒信号并进行锁相，然后向所述分路输出模块输出至少包含标准时钟信号的信号；所述分路输出模块用于复制编码复用信号并输出到基带处理单元BBU或所述有源授时分配单元；所述电源管理模块一用于将交流电变为直流电以给设备供电。每台有源授时主机都配置了两路BD/GPS双模接收模块，一路稳定时钟源模块，采用闭环控制守时技术驯服恒温晶振以实现高精度守时的内部守时时钟源，并采用双电源的供电方式，提高可靠性。
[0009] 作为本发明的优选技术方案，所述有源授时分配单元包括CPU控制模块二、输入模块、控制分流模块、多路输出模块和电源管理模块二，所述CPU控制模块二用于向其他模块发送控制硬件设置和信息处理的控制信息；所述输入模块用于接收主机或上级分配单元的输出信号，包含两路BD/GPS信号输入接口；所述控制分流模块用于进行BD/GPS信号的放大和分配；所述多路输出模块包含八路同步信号输出接口，用于输出授时信号到基带处理单元BBU或下级分配单元；所述电源管理模块二用于将交流电变为直流电以给设备供电。
[0010] 作为本发明的优选技术方案，所述电源管理模块一和所述电源管理模块二均包括两个AC/DC转换装置。
[0011] 作为本发明的优选技术方案，所述卫星天线为北斗卫星导航系统与全球定位系统二合一的BD/GPS天线；所述BD/GPS天线接收北斗卫星BD和全球定位卫星GPS的授时信号；所述BD/GPS天线通过馈线连接到所述有源授时主机；所述分路输入模块包括两路BD/GPS输入的天线接口，用于接入两路BD/GPS双模接收天线，并根据信号的质量，决定使用BD或者GPS的信号作为授时信源。北斗卫星导航系统和全球定位系统二合一的BD/GPS天线为一根天线同时接收北斗卫星和全球定位卫星两种信号。
[0012] 作为本发明的优选技术方案，所述时钟源模块是在高精度温度补偿晶振频率10~10量级上运行，使输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度；当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到优先级最高的时钟源进入正常状态工作，切换时间小于10mS。时钟源模块使系统内部具备时间守时单元，当接收到BDS或GPS时间基准信号时，主机被外部基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，由内部时钟守时，在内部高精度温度补偿晶振频率10 10量级上运行,使输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度；当外部时间基准信号~
接收恢复时，自动切换到优先级最高的时钟源进入正常状态工作，切换时间小于10mS（切换时间指从接收到正常的外部时间基准信号到完成切换，恢复正常运行的全过程时间）。
[0013] 作为本发明的优选技术方案，所述输入模块用于接收主机或上级分配单元的输出信号，信号的类型包括SMA射频信号、RJ45电信号、HDMI数字信号；每种信号的类型均有主备两个接口。
[0014] 作为本发明的优选技术方案，所述控制分流模块包括功率分配器和功率放大器；所述功率分配器用于将输入信号能量分成八路，所述功率放大器用于补偿信号在信号分路时造成的衰减；所述多路输出模块采用多路无源低相位差均匀分路技术，最多可以输出八路同步信号。
[0015] 本发明还要解决的一个技术问题在于，提供一种即安全可靠又降低成本的基于BD/GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法。
[0016] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法，具体包括以下步骤：
[0017] （1）BD/GPS天线将接收到的卫星信号发送到有源授时主机；
[0018] （2）所述有源授时主机根据信号质量对其进行信号的放大、滤波或衰减；
[0019] （3）经过处理的信号，由解码器进行解码，解析出其中的时间信号；或保持接收信号的参数格式，直接输出给功率分配器；
[0020] （4）所述功率分配器将时间信号分配最多八路信号，分配后的信号经过功率放大器以提高信号强度；
[0021] （5）增强后的信号通过所述有源授时主机输出端口经光纤传输到基带处理单元BBU或传输到有源授时分配单元。
[0022] 作为本发明的优选技术方案，该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法还包括以下步骤：
[0023] （6）当基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统设有所述有源授时分配单元时，则所述有源授时分配单元接收到所述有源授时主机传输的信号后，通过所述功率分配器将时间信号分配最多八路信号，分配后的信号经过功率放大器以提高信号强度；
[0024] （7）所述有源授时分配单元的信号通过输出端口经光纤传输到所述基带处理单元BBU。
[0025] 相比现有技术，该技术方案具有的有益效果是：该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统通过设备级联，可以最多同时为六十四个BBU授时，实现多个BBU复用天馈，大幅减少同址天线数量，降低建设成本和施工难度；同时支持多个系统/频段，提升了授时的安全性，还能够支持BBU随机或基于某种策略选用授时系统/频段；提高基站授时的准确度和安全性。
附图说明
[0026] 下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明：
[0027] 图1 是目前GPS卫星授时系统组成结构示意图；
[0028] 图2是基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的结构图；
[0029] 图3是基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法中的有源授时主机内部结构和信号流向的示意图；
[0030] 图4是基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法中的有源授时分配单元内部结构和信号流向的示意图。
具体实施方式
[0031] 实施例：如图2所示，该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统，包括两个BD/GPS天线、有源授时主机和至少一台有源授时分配单元，所述北斗卫星导航系统BD天线和全球定位系统GPS天线均与所述有源授时主机相连接，所述有源授时主机与所述有源授时分配单元或/和基带处理单元BBU相连接；所述有源授时主机包括CPU控制模块一、分路输入模块、自适应控制放大滤波和衰减模块、时钟源模块、BD/GPS信源信号解码模块、分路输出模块和电源管理模块一；所述CPU控制模块一用于向其他模块发送控制硬件设置和信息处理的控制信息；所述分路输入模块用于接收来自卫星天线的卫星信号；所述自适应控制放大滤波和衰减模块用于对输入信号进行放大、滤波或衰减处理，以符合所述BD/GPS信源信号解码模块的幅值范围；所述时钟源模块用于在BD/GPS信号均无法达到授时信源要求时，提供时间同步信号；所述BD/GPS信源信号解码模块用于解调标准秒信号并进行锁相，然后向所述分路输出模块输出至少包含标准时钟信号的信号；所述分路输出模块用于复制编码复用信号并输出到基带处理单元BBU或所述有源授时分配单元；所述电源管理模块一用于将交流电变为直流电以给设备供电。每台有源授时主机都配置了两路BD/GPS双模接收模块，一路稳定时钟源模块，采用闭环控制守时技术驯服恒温晶振以实现高精度守时的内部守时时钟源，并采用双电源的供电方式，提高可靠性；所述有源授时分配单元包括CPU控制模块二、输入模块、控制分流模块、多路输出模块和电源管理模块二，所述CPU控制模块二用于向其他模块发送控制硬件设置和信息处理的控制信息；所述输入模块用于接收主机或上级分配单元的输出信号，包含两路BD/GPS信号输入接口；所述控制分流模块用于进行BD/GPS信号的放大和分配；所述多路输出模块包含八路同步信号输出接口，用于输出授时信号到基带处理单元BBU或下级分配单元；所述电源管理模块二用于将交流电变为直流电以给设备供电；所述电源管理模块一和所述电源管理模块二均包括两个AC/DC转换装置；所述BD/GPS天线接收北斗卫星BD和全球定位卫星GPS的授时信号；所述BD/GPS天线通过馈线连接到所述有源授时主机；所述分路输入模块包括两路BD/GPS输入的天线接口，用于接入两路BD/GPS双模接收天线，并根据信号的质量，决定使用BD或者GPS的信号作为授时信源；所述时钟源模块是在高精度温度补偿晶振频率10 10量级上运行，使输出的时间同步信号仍能保证一定~
的准确度；当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到优先级最高的时钟源进入正常状态工作，切换时间小于10mS。时钟源模块使系统内部具备时间守时单元，当接收到BDS或GPS时间基准信号时，主机被外部基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，由内部时钟守时，在内部高精度温度补偿晶振频率10 10量级上运行,使输出的时间同步信号仍能保证~
一定的准确度；当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到优先级最高的时钟源进入正常状态工作，切换时间小于10mS（切换时间指从接收到正常的外部时间基准信号到完成切换，恢复正常运行的全过程时间）；所述输入模块用于接收主机或上级分配单元的输出信号，信号的类型包括SMA射频信号、RJ45电信号、HDMI数字信号；每种信号的类型均有主备两个接口；所述控制分流模块包括功率分配器和功率放大器；所述功率分配器用于将输入信号能量分成八路，所述功率放大器用于补偿信号在信号分路时造成的衰减；所述多路输出模块采用多路无源低相位差均匀分路技术，最多可以输出八路同步信号。
[0032] 采用上述技术方案，采用光纤拉远的方法有效解决工程施工困难和传输距离受限的难题，系统设备输出的信息通过光纤拉远的方式传输出给机房内的基带处理单元BBU；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统采用光电混合缆进行传输，最少可以传输一公里；如果采用就近取电的方式可使光纤拉远至20公里，从根本上解决了因传输距离受限而影响基站选址的问题；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统通过设备级联，可以最多同时为六十四个BBU授时，实现多个BBU复用天馈，大幅减少同址天线数量，降低建设成本和施工难度；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统利用北斗卫星导航系统、GPS卫星发送的秒同步信号及时间信息，完成移动通信基站的BBU的对时工作；同时支持多个系统/频段，提升了授时的安全性，还能够支持BBU随机或基于某种策略选用授时系统/频段；智能监控系统还能对两个二合一BD/GPS天线、GPS和北斗信号、双电源进行监控，当某一个天线或电源出现故障时，会智能切换到另一个天线或电源，并通过LED指示灯、屏幕进行本地告警；系统能够通过干接点，向网管监控系统发出告警；系统能够同时监控GPS和北斗信号状态，在设备屏幕上显示相关信息，方便运维人员了解信号情况；该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统采用两路主、备BD/GPS授时天线实现多台BBU共享授时；该系统采用由BD/GPS授时天线、1+1主备单元和分配单元组成，或采用以太网及光网络等组网配置，提高基站授时的准确度和安全性。
[0033] 如图3 4所示，该基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统的授时方法，具体包括以~下步骤：
[0034] （1）BD/GPS天线将接收到的卫星信号发送到有源授时主机；
[0035] （2）所述有源授时主机根据信号质量对其进行信号的放大、滤波或衰减；
[0036] （3）经过处理的信号，由解码器进行解码，解析出其中的时间信号；或保持接收信号的参数格式，直接输出给功率分配器；
[0037] （4）所述功率分配器将时间信号分配最多八路信号，分配后的信号经过功率放大器以提高信号强度；
[0038] （5）增强后的信号通过所述有源授时主机输出端口经光纤传输到基带处理单元BBU或传输到有源授时分配单元。
[0039] （6）当基于BD和GPS的光纤拉远集中授时系统设有所述有源授时分配单元时，则所述有源授时分配单元接收到所述有源授时主机传输的信号后，通过所述功率分配器将时间信号分配最多八路信号，分配后的信号经过功率放大器以提高信号强度；
[0040] （7）所述有源授时分配单元的信号通过输出端口经光纤传输到所述基带处理单元BBU。
[0041] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
